85. КВАРЦ

SiO₂

Название дано средневековыми немецкими горняками; оно, вероятно, происходит от 1 нем. «кварр» — скрежет (зерна кварца при истирании издают характерный скрежет)

Химический состав. Двуокись кремния (SiO₂) 100 %. В группу кварца входит (ряд минералов (фото 2, И, 23, 30,6).

р-кварц, или высокотемпературный кварц (называемый также порфировым кварцем, так как он встречается только в богатых кремнекислотой лавах), образуется при температуре 870 °C (рис. 21—однокомпонентная система SiO₂).

а-кварц, или низкотемпературный кварц, кристаллизуется при 573 °C. Это кварц гранитов, гранитного остаточного расплава, гнейсов и глинистых сланцев. Низкотемпературный кварц разделяется по окраске на ряд разновидностей: горный хрусталь — бесцветные водяно–прозрачные. кристаллы; аметист (греч. «аметистос» — не пьяный; в древности аметист. служил амулетом от опьянения) — фиолетовый; дымчатый кварц, раухкварц

Рис. 22. Кварц, Si0₂.

Сингония гексагональная или тригональная. Кристаллическая структура кварца проста. В каждом кремнекислородном тетраэдре два иона кислорода расположены несколько выше и два — несколько ниже иона кремния. Низкотемпературный а-кварц (2) лишь незначительно отличается от высокотемпературного з-кварца по своей структуре. На рисунке показаны только ионы кремния; их различное высотное положение в кристаллической решетке отмечено разной густотой закраски (светлые, заштрихованные и темные кружки). (раухтопаз. — Ред.) — прозрачные разновидности, окрашенные в серый или коричневый «дымчатый» цвет; морион — черный, серо–бурый или темно–коричневый; цитрин — золотисто–желтый или Лимонно–желтый; розовый кварц–окрашен марганцем в бледно–розовый цвет; сапфировый, или голубой, кварц — мутно–голубой кварц, окрашенный тонкими иголочками амфибола; молочный кварц — белый кварц, окраска которого обусловлена многочисленными включениями жидкости или газа.

Тонковолокнистые (криптокристаллические) белые, серые, желтые, зеленые и пр., часто пятнистые или полосчатые разновидности кварца называются халцедонами (по древнему городу Халкедон на побережье Мраморного моря).

Агат (по р. Ахатес, ныне р. Дирилло, на о. Сицилия) — агрегаты халцедона полосчатого строения с полосами, окрашенными в различные цвета. Встречается главным образом в виде миндалин, прожилков в эффузивных породах. Разновидности халцедона, окрашенные в разные цвета — коричневый, белый, красный, желтый и др., имеют свои собственные названия: сердолик — желтый, оранжевый, красный; сардер (или сард) — красновато–бурый, коричневый; плазма — зеленый; хризопраз — яблочно–зеленый, окрашенный тонкими включениями ии–кельсодержащих силикатов; оникс — черно–белый (полосчатый); карнеол — мясо–красный. Существуют и другие разновидности.

Цвет. Разнообразная окраска, вплоть до бесцветного.

Блеск. На кристаллических плоскостях блеск стеклянный, на поверхности излома — жирный.

Прозрачность. Прозрачный, просвечивающий, непрозрачный.

Черта. Белая.

Твердость. 7, хрупкий.

Плотность. 2,52 и 2,65 (у всех тригональных разновидностей).

Излом. Раковистый, неровный.

Сингония. Гексагональная (высокотемпературный кварц), тригональная — все остальные разновидности юварца, кристаллизовавшиеся ниже 573 °C (так называемый низкотемпературный кварц).

Форма кристаллов. Кварц — минерал, (богатый формами, среди которых наиболее характерны гексагональные, трапецоэдрические и бипирамидальные. Различают правый кварц с праволежащими трапецоэдрически–ми гранями и левый кварц с леволежащими гранями (рис. 22). Характерны различные двойники, в том числе японские, дофинейские, бразильские.

Класс симметрии. Высокотемпературный кварц — гекса–гонально–трапецоэдрический — 622; низкотемпературный — тригонально–трапецоэдрический — 32.

Отношение осей. Высокотемпературный кварц: с/а = 1,092, низкотемпературный: с/а= 1,100.

Структура. Кристаллическая структура простая. Связь тетраэдров SiO₄ осуществляется через один общий атом кислорода.

Низкотемпературный а-кварц (рис. 22, Б, 2) отличается по кристаллической структуре от высокотемпературного р-кварца (рис. 22, Б, 1) очень незначительно.

Спайность. Плохая.

Агрегаты. Друзы, столбчатые оростки, плотные, сливные зернистые массы.

П. тр. Не плавится.

Поведение в кислотах.. Растворяется только в плавиковой кислоте.

Сопутствующие минералы. Ортоклаз, микроклин, альбит, олигоклаз, мусковит, биотит, альмандин, дистен, андалузит, молибден, пирит, золото, многие сульфидные и другие минералы. Совместно с кварцем не встречаются оливин, лейцит, нефелин и другие минералы, характерные для растворов и расплавов с низким содержанием кремнекислоты.

Сходные минералы. Топаз, берилл, кордиерит, фенакит, пренит, флюорит и др.

Практическое значение. Кварц и мономинеральные кварцевые породы имеют большое практическое значение. Чистые, без дефектов кристаллы горного хрусталя (который в большом количестве получают искусственным путем) применяются в радиотехнике. Чистый жильный кварц или кварцевые пески служат материалом для футеровки доменных печей (силикатный кирпич) и изготовления мельничных жерновов. Кварцевый песок, галька и щебень находят применение в качестве наполнителей для бетона и как строительные материалы; плотный криптокристаллический кварц (агат) используется для изготовления агатовых ступок, валиков и призм в весах и в других точных приборах; красивые водяно–прозрачные или цветные разновидности кварца шлифуются и используются для изготовления различных украшений.

Происхождение. Кварц образуется в ходе различных геологических процессов.

1. Магматический процесс. На ранних стадиях из богатых кремнекислотой магматических расплавов выделяется гексагональный высокотемпературный, или порфировый, кварц, характерный для кварцевых порфиров или риолитов; на поздних стадиях в гранитах образуется тригональный низкотемпературный кварц, развивающийся в интерстициях между зернами других минералов.

2. Пегматитовый процесс. Кварц выделяется часто в срастании с полевым шпатом (так называемые письменные граниты), с мусковитом. В мусковитовых пегматитах образуется собственно пегматитовый кварц (в том числе розовый кварц).

3. Пневматолитовый процесс. В ассоциаций с турмалином, топазом, цинлвальдитом, молибденитом, касситеритом, вольфрамитом, апатитом и другими минералами.

4. Гидротермальный процесс. Жильный кварц, в большинстве случаев в ассоциации с такими рудными минералами, как золото, вольфрамит, минералы серебра, висмут, смальтин, сульфиды свинца и цинка, сидерит, флюорит и др.

5. Вторичные процессы. Кварц образуется в ходе химической (эндогенной и экзогенной) переработки, в том числе в результате кристаллизации из коллоидной кремнекислоты по схеме: опал —> халцедол—>вторичная кристаллизация кварца. При этом могут образовываться низкотемпературные гидротермальные агат и различные разновидности халцедона. Вторичная коагуляция геля кремнекислоты ниже уровня грунтовых вод приводит к окремнению пород и образованию вторичных кварцитов (натечлого губчатого кварца), а также к окремнению остатков морских ископаемых организмов и образованию кремневых желваков (журавчи–ков) в известковых осадочных породах и т. п.

Районы распространения. Урал, Украина, Закавказье, Забайкалье (СССР); Центральные Альпы (Швейцария, Италия, Франция); провинция Рио — Гран–де (Бразилия, Уругвай) — торный хрусталь; Шлёз–виц — аметисты; Гальбах и другие месторождения в саксонских Рудных горах, Тюрингенском Лесу, Гарце — агаты; Галле и другие местонахождения — лигнитовые кварциты (ГДР); пресноводные кварциты Парижского бассейна (Франция) — и другие месторождения.